Двигатель серии д 240: характеристики, неисправности и тюнинг

Общие сведения

В качестве силового агрегата трактор оснащается четырехцилиндровым дизельным двигателем Д 240. Дизель имеет жидкостное охлаждение и весьма простую конструкцию, что позволяет использовать трактора в различных условиях в широком диапазоне температур. Выпуск мотора велся непосредственно на заводе МТЗ. Двигатели поставлялись не только для комплектации минских тракторов, но и на завод ЮМЗ в г. Днепропетровск.

Для более полноценной реализации характеристик двигатель Д 240 комплектуется только механической коробкой передач, представляющей собой девятискоростной основной агрегат и двухступенчатый редуктор с понижающей передачей. Это одна из особенностей. Благодаря такой конструкции трактор имеет 18 передач переднего хода и 4 – заднего. Дополнительно тяговый диапазон может быть расширен установкой дополнительной пониженной передачи — так называемого редуктора ходоуменьшителя. Невысокая цена двигателя Д 240 позволяет удерживать стоимость тракторов на определенном уровне. Фотография дизеля, установленного на тракторе МТЗ 80, представлена ниже.

Двигатель имеет объем цилиндров 4,75 литра и развивает мощность до 80 сил. Ранние версии мотора имели мощность на 5 сил меньше. В настоящее время цена двигателя Д 240 после капитального ремонта составляет 90-120 тыс. рублей, а новый агрегат будет стоить немного дороже — 189 тыс. рублей.

Устройство Д-240

«Объём» тракторного мотора этих моделей 4.75 литра. Старт мотора производится двумя разными способами: либо при помощи дополнительного пускового двигателя, либо электростартером, что зависит от конкретной модификации трактора. Кроме того, некоторые версии (особенно трактора, поставляемые в северные регионы России) оснащаются специальным подогревателем пуска — ПЖБ-200Б.

Основой механизма этого мотора (кривошипно-шатунного) являются поршни. При работающем двигателе газовое давление и инерционные силы заставляют поршневой двигатель совершать динамичное движение, изменяясь в соотношении поворота коленвала. Собственно, именно отсюда и возникает великолепная тяга этого не самого мощного дизельного мотора, достойно выполняющего тяжелые работы.

Основные механизмы двигателя Д-243

Можно выделить два основных механизма обеспечивающих работу двигателя. А так же системы, эти механизмы обслуживающие, но речь пока не о них.

Так вот – это кривошипно-шатунный механизм и механизм газораспределения. Первый обеспечивает преобразование возвратно поступательного движения поршней в работу коленвала, то есть его вращение. Второй управляет фазами газораспределения.

Кривошипно-шатунный механизм двигателя Д-243

Основными элементы:

• Вал коленчатый;
• Поршни;
• Шатуны;
• Коренные и шатунные подшипники;
• Маховик.

Рассмотрим эти элементы более подробно.

Коленчатый вал. Производится коленвал из стали, шейки вала делятся на коренные (5 шт.) и шатунные (4 шт.). Шатунные шейки оснащены полостями для центробежной дополнительной фильтрации смазки.

Чтобы уменьшить влияние инерционных сил на подшипники, ставят противовесы на 8, 5, 4 и 1-ую щеки коленвала.

С обоих концов вал уплотнен манжетами. На передний торец вала крепятся шестерни приводов маслинного насоса и механизма газораспределения, а так же шкив генератора и водяной помпы. С другой стороны крепится, на фланец установлен маховик.

Поршень, палец поршневой и кольца. Материал поршня алюминий. Канавки в его верхней части служат для установки трех компрессионных колец и 1-го маслосъемного.

Кольца делают из чугуна. Первое с верху кольцо хромированное, имеет прямоугольную форму в сечении, в канавку вставляется произвольно. 2-ое и 3-тье кольца имеют форму конуса, в торцевой части имеют метку «верх». 4-ое кольцо коробчатого строения маслосъемное, с расширителем в виде стальной спирали.

Для монтажа поршневого пальца, в бобышках поршня проточены отверстия. Изготавливается палец из хромоникелевой стали. Стопорные кольца исключают движение пальца в бобышках по оси.

По аналогии с гильзами поршня могут быть трех размеров (Б, С, М). Поршни и гильзы должны соответствовать по размерным группам.

Шатун. Материал сталь, форма в сечении двутавр. Головка шатуна в верхней своей части имеет запрессованную втулку и отверстия для подвода масла к поршневому пальцу.

Нижняя, имеет постели для установки вкладышей подшипника. Постели растачиваются вместе с крышками, а значит менять их местами не допустимо. Чтобы не перепутать шатун с крышкой имеют идентичную маркировку.

Так же шатуны различаются по весу. Все шатуны устанавливаемые в двигатель должны входить в одну весовую группу.

Коренные и шатунные подшипники. Делают их из биметаллической полоски. На Д-243 в зависимости от диаметра шеек коленвала существует два размера вкладышей. Кроме того насчитывается 4-е ремонтных размера.

Маховик. Материал чугун. С помощью болтов закрепляется на фланец коленвала.

Механизм газораспределения двигателя Д-243

Основные элементы:

• Распределительный вал;
• Клапана впускные и выпускные;
• Штанги;
• Коромысла;
• Уплотнительные манжеты.

Вал распределительный.

Привод вала от распределительной шестерни, установленной на коленчатом валу. Три втулки служащие валу подшипниками запрессованны в расточки целиндрового блока. Первая сделанная из сплава алюминия втулка с буртом, удерживающим вал от смещения по оси. Две другие втулки из чугуна.

Толкатели. Сами толкатели выполнены из стали. Рабочая часть толкателя сферической формы с наплавкой из отбеленного чугуна.

Штанги изготавливают из стального стержня, а чашка и сферическая рабочая часть штанги, взаимодействующая с толкателем закалены.

Коромысла клапанов.

Коромысла качаются на оси, которая крепится к крышке цилиндров четырьмя шпильками. Ось полая, имеет 8 каналов для подачи смазки на коромысла. Распорные пружины исключают осевое движение коромысел.

Впускные и выпускные клапана. Для изготовления используется жаропрочная сталь. Клапана совершают движение в направляющих, запрессованных в головку цилиндров. Две пружины, внутренняя и наружная, закрывают каждый клапан воздействуя на тарелку, которая фиксируется сухариками.

Манжеты уплотнительные. Чтобы исключить попадание в цилиндры и выхлопной коллектор масла, через зазор в направляющей клапана, для уплотнения устанавливают манжеты.

Ремонт двигателя Д 240

Ремонт двигателей ЯМЗ 240 и МТЗ 240 рекомендуется проводить исключительно в спецмастерских.

Поршневая группа

Детали заменяются, когда замечают увеличенный расход картерного масла или повышенное проникновение газов в картер. Наиболее сильно подвержены износу такие детали как кольца, поршень, втулки шатуна, гильзы, а также вкладыши шатунных подшипников.

Блок цилиндров

К основным проблемам блока относят коробление плоскости разъёма, износ фасок клапанов и гнёзд, наличие трещин в перемычках, прогар посадочных мест под уплотнения форсунок.

Если выступание стержня клапана превышает 57,2мм, то это свидетельствует про серьёзный износ тарелок клапанов и их сёдел. Если же утопание тарелок клапанов превышает 0,7мм, то ГБЦ заменяют.

Водяной насос

Большое количество пара, протекание воды или масла, шум и частые стуки указывают на отказ нормальной работы системы охлаждения. Её степень зависит от количества жидкости, степени износа лопастей крыльчатки и стенок помпы, состояния радиатора и других факторов.

Шум и стуки свидетельствуют об износе подшипников насоса или ослабление посадочного места под приводной шкив. Поэтому рекомендуется замена подшипников и уплотняющей шайбы.

Топливный насос высокого давления

Если дизель не запускается или не развивает нужной мощности, то причиной выступает неисправность топливной системы. Сопутствующими факторами при этом является наличие воздушных пробок в топливопроводах и фильтрах, износ элементов насоса и форсунок, неправильная установка ТНВД.

Точным определением неисправной детали служит цвет дыма из выхлопной трубы. Если дым белый, то причина определённо не в топливном насосе, а в работе системы охлаждения. Если же дым серый или чёрный, то это свидетельствует о попадании масла в камеру сгорания, пропуски вспышек в цилиндрах, заедание иглы в корпусе распылителя.

Для замены деталей насоса его частично разбирают.

Распылитель подлежит замене, если на нём имеются трещины, изломы.

Неисправности

Подготовка стягиваемой поверхности блока и головки

Монтаж головки на штатное место производится после частичного или капитального ремонта агрегатов и узлов мотора. Перед монтажом головки в блок устанавливаются новые гильзы, которые уплотняются специальными резиновыми кольцами, предотвращающими вытекание охлаждающей жидкости из рубашки. Установленная гильза выступает верхней кромкой над плоскостью блока. Поршни и гильзы подбираются по одной размерной группе, дополнительно производится взвешивание шатунов и поршней. Допустимая разница в весе не должна превышать 30 г.

Подготовка стягиваемой поверхности блока и головки.

Для соединения шатуна и поршня палец запрессовывают в поршень специальной оправкой, а затем фиксируют от продольного перемещения стопорными кольцами. Корректно подобранный палец не перемещается в посадочных гнездах под воздействием собственного веса.

Не допускается перекос пальца в отверстии подшипника шатуна, а также изгиб или конический износ цилиндрического элемента.

В пазы на теле поршня устанавливаются кольца, обеспечивающие компрессию и удаляющие следы масла с поверхности гильзы. В атмосферных моторах МТЗ использованы 3 компрессионных кольца, двигатели с наддувом оборудованы 2 кольцами, верхнее имеет покрытие из износоустойчивого сплава на основе хрома. Замки колец размещаются через 180°, обеспечивая повышение компрессии

При монтаже деталей требуется обращать внимание на метки, указывающие корректное расположение колец относительно днища поршня

Перед установкой поршней требуется монтаж на штатное место коленчатого вала (если он демонтировался для шлифовки из замены). Затем устанавливают в гильзу цилиндра поршень с шатуном, после чего монтируются вкладыши и затягиваются крышки коренных и шатунных подшипников. Для проверки корректности сборки применяется прокручивание вала двигателя динамометрическим ключом.

Установка прокладки и ГБЦ на блок

Прокладка укладывается на верхнюю плоскость блока, предварительно протертую чистой ветошью. Предварительно рекомендуется проверить состояние совмещаемых плоскостей блока и головки металлической инструментальной линейкой. Не допускается коробление деталей, поскольку изогнутые поверхности не обеспечивают равномерного зажатия прокладки, которую пробьет поток выхлопных газов. Поврежденные плоскости шлифуются на специальном станке, для герметизации стыка применяется металлизированная прокладка с увеличенной толщиной материала.

Установка прокладки и гбц на блок.

Перед монтажом прокладки рекомендуется повторно проверить выступ верхнего бурта гильз цилиндров. На атмосферном дизеле допустимое значение лежит в диапазоне 0,065-0,165 мм, на версии с наддувом — 0,05-0,11 мм. Для равномерной установки гильз после замены требуется установить на блок корпус головки, который прижимается штатными ботами. Под головки крепежных элементов подкладываются металлические дистанционные гильзы длиной 100-105 мм, момент затяжки не превышает 10-15 Н/м.

При соединении деталей используется новая прокладка, применять использовавшуюся ранее пластину категорически запрещено. Деталь извлекается из целлофанового пакета, рекомендуется осмотреть поверхность детали и убедиться в отсутствии надрывов или вмятин. Для улучшения герметичности и облегчения снятия деталей при будущих ремонтах используется нанесение графитовой термостойкой пасты на обе стороны прокладки.

Затем поверх прокладки укладывается головка блока, в отверстия вставляются болты, которые затем затягиваются динамометрическим ключом. Для обеспечения качества соединения требуется использовать новые болты, поскольку старые детали деформируются при затяжке и в процессе работы дизеля. На резьбовую часть наносится тонкий слой моторного масла, болты заворачиваются в отверстия от руки.

Компоненты агрегата

Нормальное функционирование агрегата обусловлено комплексной работой компонентов.

Компоненты снижения избыточной температуры агрегата.Силовой агрегат, при превышении температурой установленных норм, с целью снижения показателей, применяет жидкость. Циркуляция вещества происходит в замкнутом пространстве, сообщение с атмосферой происходит посредством предохранителя.

Составляющие:

1. теплообменник, насос для жидкости;
2. термический регулятор;
3. лопасти крыльчатки, охлаждающие полости установки, трубки, подводящие и отводящие жидкость охлаждения.

Система охлаждения дизеля Д240:

Система смазки двигателя Д240.Силовой агрегат применяет смазку с одним контуром. Смазка деталей происходит комбинацией, одни детали двигателя получают смазку посредством принудительного распыления, другие самотёком и масляным туманом.

Составляющие:

1. механизм забора масла из нижней части агрегата;
2. помпа, подающая смазку;
3. механизм центробежной очистки масла;
4. теплообменник, терморегулятор, механизмы, приводящие в действие помпу.

Система смазки дизеля Д240:

Компоненты, обеспечивающие подачу горючего.Силовая установка оснащена компонентами, которые представляют собой скопление механизмов и устройств, обеспечивающих бесперебойную подачу горючего и отвод сгоревшего материала.

Система смазки двигателя Д 240

Смазка кривошипно-шатунного механизма осуществляется маслом под давлением. Шестерёнчатый насос нагнетает давление масла в каналы расположенные в блоке цилиндров.

По каналам масло поступает к подшипникам скольжения и деталям газораспределительного механизма.

Смазочный материал под давлением разбрызгивается  под клапанной крышкой. Клапанный механизм смазывается маслом под давлением. Во избежание быстрого износа толкателей клапанов, коромысла оборудованы каналами для подачи смазочного материала. После разбрызгивания масло стекает в картер силового агрегата.

Запуск двигателя

Силовая установка запускается:

1. Электрическим стартером;
2. Бензиновым пускателем.

Устройство электрического стартера включает в себя втягивающее реле. При включении стартера реле вводит шестерню в зацепление с маховиком двигателя. После запуска шестерня движется в обратном направлении под действием силовой пружины. Напряжение питания стартера 12в. Питание стартера осуществляет аккумуляторная батарея.

Некоторые модели оборудованы  бензиновым пускателем. Это одноцилиндровый двухтактный мотор. После запуска бензинового мотора шестерня привода вводится в зацепление с маховиком принудительно.

Двухтактный пускатель имеет систему зажигания типа магнето. Запускается одноцилиндровый  пускатель электрическим стартером или вручную. Для запуска вручную оператор раскручивает маховик пускателя при помощи ремня.

Топливная система

Силовая установка оборудована топливным насосом высокого давления, рядного типа. Он необходим для подачи дизельного топлива под высоким давлением в нужный момент к определённому цилиндру.

Насос имеет четыре поршня плунжерного типа. Каждый поршень нагнетает давление для определенного рабочего цилиндра. Такая конструкция снижает нагрузку на поршни и исключает быстрый износ комплектующих насоса.

Подача дизельного топлива в рабочие камеры насоса осуществляется механической помпой. Она установлена на корпусе изделия и имеет привод от вала кулачкового типа. Помпа оснащена рукояткой ручной подкачки дизельного топлива.

Горючее, перед тем как попасть в топливный насос высокого давления, проходит двухступенчатую систему очистки. Мотор оборудован фильтрами грубой и тонкой очистки топлива. Фильтр грубой очистки состоит из сетки и отстойника. Сетка очищают горючее от абразивных частиц. Отстойник выполнен в виде стакана и служит для очистки горючего от воды. Слив воды из стакана отстойника осуществляется при откручивании заглушки.

В фильтре тонкой очистки установлены три фильтрующих элемента. Они очищают дизельное топливо от твердых частиц минимальной фракции и воды. Для слива воды предусмотрено отверстие в стакане фильтра. Фильтр тонкой очистки оборудован отверстием для выпуска воздуха из системы.

Электрическая система и система запуска

Электрическая схема двигателя Д 240 очень простая, как и любого дизеля с механическим топливным насосом. Основными элементами системы являются генератор переменного тока мощностью 400 Вт и стартер. Напряжение электрической цепи стандартное – 12 В.

Система запуска бывает двух типов – от бензинового двигателя ПД 10УД и от электрического стартера. При установке «пускача» мотор оснащается специальным редуктором. ПД 10УД представляет собой одноцилиндровый карбюраторный двухтактный двигатель с мощностью около 10 сил. Система зажигания пускового мотора от магнето, установленного на корпусе. Запуск осуществляется вручную или от небольшого электрического стартера. Тип последнего отражен в индексе двигателя. Д 240 идет с электрическим стартером, а Д 240Л – с пусковым двигателем. Бензиновый «пускач», установленный на моторе, показан на фотографии.

Для облегчения запуска двигатель может опционально оснащаться подогревателем воздуха, подаваемого в цилиндры или подогревателем ПЖБ-200Б, который повышает температуру охлаждающей жидкости и масла.

Инструкция по затяжке болтов ГБЦ

Как уже упоминалось выше, для затяжки головки блока цилиндров пользуемся исключительно динамометрическим ключом.  Рожковым или накидным ключами невозможно затянуть ГБЦ с нужным усилием, даже если воспользоваться дополнительными  инструментами, ломиком или трубой.

Находящийся возле ручки динамометр показывает, какое усилие было применено при затяжке, а это требование должно быть выполнено точно. Допускается небольшое отклонение от требований, порядка 0,5 кг/м.

После того как взяли динамометрический ключ, запомните второе требование – порядок затяжки болтов (гаек) головки блока цилиндров. Порядок представляет собой определенную схему, которую нужно неукоснительно выполнять.

Первыми затягиваются центральные гайки (болты), а потом постепенно переходим к краю ГБЦ.

Существует несколько схем затяжки головки, и все они правильные. Главное — соблюдать «железное» правило: затягивать болты (гайки) парами от центра к краям. И не старайтесь сразу затягивать полностью, так можно перекосить головку. Затяжку проводите в три этапа: сначала болты (гайки) слегка подтяните, потом сильно подтяните, а затем окончательно сильно затяните. Для первой затяжки динамометр ключа  выставите в положение 3 кг/м, дальше-больше. Промежуточная затяжка должна быть «озвучена» характерным потрескиванием. Этот звук означает, что гайка (болт) дотянут правильно. Опытные слесари рекомендуют  делать затяжку болтов (гаек по диагонали).

После этого окончательно затяните ГБЦ, и мотор можно эксплуатировать. Динамометрический ключ выставляется в максимальное положение, которого требует руководство по ремонту данного автомобиля.

Важно! После щелчков, при окончательной затяжке, тянуть болты (гайки) дальше нельзя! Это приведёт к срыву резьбы

После затяжки головки блока цилиндров  дайте ей «отстояться». Чтобы не терять зря время, можно пока прикрутить коллектора, и другое снятое при разборке оборудование, натянуть цепь и т.д.  Подождав 30-40 минут,  сделайте контрольную затяжку.

Дело в том, что прокладка, которая ставится между головкой блока цилиндров и самим блоком двигателя, имеет свойство «усаживаться», т. е заполнять неровности и канавки, которые есть на поверхностях ГБЦ и блока, хотя невооруженным глазом они не заметны. Если контрольную затяжку проигнорировать, то в скором будущем прокладку «продавит», и ремонт двигателя придется повторить.

И еще! После небольшого пробега на отремонтированном двигателе (не более 100 км), следует еще раз подтянуть болты (гайки ГБЦ), это нужно обязательно сделать, потому что «на горячую», т. е прогреется, прокладка может еще раз «усесться».

Вот и все инструкции, которые помогут автолюбителю самостоятельно затянуть головку блока цилиндров автомобиля. Главное — не перепутать последовательность затяжки и не допускать рывков при работе динамометрического ключа.

Если следовать нашим советам, то затяжка головки блока цилиндров автомобиля пройдет быстро, сэкономит вам деньги (не придется обращаться на СТО) и обеспечит долгую и надежную работу двигателя автомобиля.

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Что делать, если машина глохнет на холостом ходу (холостых оборотах)?
• Руководство по замене направляющих втулок клапанов своими руками
• Притирка клапанов своими руками

Модификации двигателя «ЯМЗ-240»: краткий обзор

В настоящее время Ярославский моторный завод выпускает шесть модификаций данного семейства 12ти-цилиндровых моторов. Из них 2 версии – это «атмосферники», и 4 – газотурбинные двигатели. Основным спросом в последние годы пользуется модель «ЯМЗ-240/НМ2», применяемая на 42х-тонных тяжёлых самосвалах «БелАЗ».

Самосвал «БелАЗ-7523» с двигателем «ЯМЗ-240/НМ2»

• Базовой моделью семейства сейчас является «ЯМЗ-240/М2». Данные двигатели пришли на смену выпускавшимся до 1988 года моторам «ЯМЗ-240/М» и являются взаимозаменяемыми с ними. Их основное предназначение – установка на карьерные самосвалы «БелАЗ» нескольких модификаций (главным образом, «БелАЗ-75405») с грузоподъёмностью до 30 тонн и полной массой до 52-х тонн. Мощность – 360 лошадиных сил.
• Двигатель «ЯМЗ-240/БМ2-4» является тракторной модификацией «ЯМЗ-240/М2». Он разработан специально для применения на тяжёлых тракторах «Кировец К-701». В настоящее время эта модель прославленного трактора снята с производства (в 2002 году). Соответственно, и моторы «ЯМЗ-240/БМ2-4» на новую технику не устанавливаются и поставляются исключительно в запчасти. Так как данный вариант двигателя производится без гидромуфты, то генератор, конструктивно устанавливаемый на гидромуфту, с двигателем также не поставляется. Двигатели «ЯМЗ-240/БМ2-4» взаимозаменяемы с моторами «ЯМЗ-240/БМ», которые делали до декабря 1988 года, и с ЯМЗ-240/Б, выпускавшимися до октября 1985 года. Мощность «тракторной версии» составляет 300 лошадиных сил.
• Вариант «ЯМЗ-240/ПМ2» – это турбированная модификация двигателя, предназначенная для «БелАЗов» -7540А, -75401, -75406, -75409, грузоподъёмностью в 32 тонны и полной массой в 53 тонны. Технологически данный мотор аналогичен двигателю «ЯМЗ-240/М2», и отличается от него только наличием системы турбонаддува.
• Двигатели «ЯМЗ-240/НМ2» также относятся к классу форсированных турбированных моторов. Они устанавливаются на карьерные самосвалы «БелАЗ-75485», с полной эксплуатационной массой до 72 тонн. Мощность «ЯМЗ-240/НМ2» составляет 500 лошадиных сил, против 420ти у «ЯМЗ-240/ПМ2».
• Турбированный двигатель «ЯМЗ-240/НМ2-1» также обладает мощностью в 500 лошадиных сил и используется в качестве силового агрегата для «БелАЗ»ов -75485, -75486 и -75487, с грузоподъёмностью от 42х до 45ти тонн.

На указанные модели карьерных самосвалов также возможна установка двигателей серии «ЯМЗ-240/НМ2-2», с похожими на «ЯМЗ-240/НМ2-1» техническими характеристиками, и незначительно от них отличающимися конструктивно.